JPH01287628A - Second harmonic light generator - Google Patents
Second harmonic light generatorInfo
- Publication number
- JPH01287628A JPH01287628A JP63118527A JP11852788A JPH01287628A JP H01287628 A JPH01287628 A JP H01287628A JP 63118527 A JP63118527 A JP 63118527A JP 11852788 A JP11852788 A JP 11852788A JP H01287628 A JPH01287628 A JP H01287628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- waveguide
- light
- quantum well
- well structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は第2高調波光の発生方法に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a method of generating second harmonic light.
従来の技術
近年、光デイスク装置の光源として、小型で高出力の短
波長光源の開発が盛んにおこなわれている。特に、第2
高調波光を用いる短波長化が、最近、注目をあびている
。中でも精確な位相整合を必要とせず、第2高調波を容
易に得る方法として、チェレンコフ放射を利用した方法
が実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, compact, high-output, short-wavelength light sources have been actively developed as light sources for optical disk devices. Especially the second
Shortening the wavelength using harmonic light has recently been attracting attention. Among them, a method using Cerenkov radiation has been put into practical use as a method for easily obtaining the second harmonic without requiring precise phase matching.
これは、Lnibo3単結晶表面上にストライプ状にプ
ロトンを注入して形成された導波路の一方からsoon
m帯の光を入射し、導波路のもう一方から4001m帯
の光を出射するものである。This is a waveguide that is formed by injecting protons in a stripe pattern onto the Lnibo3 single crystal surface.
Light in the m band is input, and light in the 4001 m band is emitted from the other side of the waveguide.
発明が解決しようとする課題
しかしながら従来の方法では、LiNbO3を用いてい
るため、第2高調波の変換効率に限界があるため、小型
化にも限度がある。また、LiNb0.は絶縁体である
から光源の半導体V−ザと一体化をはかるためにモノリ
ンツク化する場合問題点があった。Problems to be Solved by the Invention However, since the conventional method uses LiNbO3, there is a limit to the conversion efficiency of the second harmonic, and therefore there is a limit to miniaturization. Moreover, LiNb0. Since it is an insulator, there is a problem when it is made into a monolink in order to integrate it with the semiconductor laser of the light source.
本発明は、半導体レーザを構成する材料上に導波路を形
成することができ、かつ、大きな変換効率が得られる第
2高調波光発生方法を提供するものである。The present invention provides a second harmonic light generation method that allows a waveguide to be formed on a material constituting a semiconductor laser and provides high conversion efficiency.
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の第2高調波光発生
方法は、化合物半導体基板上に各井戸層の混晶比が漸次
変化するように形成された化合物半導体からなる多重量
子井戸構造の導波路の一方に量子井戸構造の最低遷移エ
ネルギーの半分に相当する波長の光を入射し、導波路の
もう一方より、量子井戸構造の最低遷移エネルギーに相
当する波長の光を得ることから構成されている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the second harmonic light generation method of the present invention uses a compound semiconductor formed on a compound semiconductor substrate so that the mixed crystal ratio of each well layer gradually changes. Light with a wavelength corresponding to half of the lowest transition energy of the quantum well structure is incident on one side of the waveguide of the multi-quantum well structure, and light with a wavelength corresponding to the lowest transition energy of the quantum well structure is input from the other side of the waveguide. It consists of obtaining.
作用
上記の構成により、導波路が空間的に傾いたボテンシャ
ルの量子井戸構造を有しているので、チェレンコフ放射
により大きな変換効率の第2高調波光が得られる。Effect: With the above configuration, the waveguide has a quantum well structure with spatially inclined potentials, so second harmonic light with high conversion efficiency can be obtained by Cerenkov radiation.
実施例
本発明においては、第2図に示すような量子井戸構造の
井戸層内のバンドギャップを傾けてやることによって、
ボテンシャルを空間的に非反転対称にし、2次の電気光
学効果を得ている。Embodiment In the present invention, by tilting the band gap in the well layer of a quantum well structure as shown in FIG.
The votents are made spatially non-inversion symmetric to obtain a second-order electro-optic effect.
ところで、量子井戸構造を用いて第2高調波を発生させ
る場合、発生した第2高調波のエネルギーが量子井戸の
最低遷移エネルギー以上であれば、吸収されてしまうた
め取り出すことができない。By the way, when a second harmonic is generated using a quantum well structure, if the energy of the generated second harmonic is equal to or higher than the lowest transition energy of the quantum well, it will be absorbed and cannot be extracted.
そこで第2高調波のエネルギーが量子井戸構造の最低遷
移エネルギー以下になるように、量子井戸構造を構成す
る材料をバンドギャップの大きなものにしなければなら
ず、実施例では400nm帯のバンドギャップをもつ材
料としてZnSとZSSaからなる量子井戸構造でおこ
なった。Therefore, the material constituting the quantum well structure must have a large band gap so that the energy of the second harmonic is below the lowest transition energy of the quantum well structure, and in the example, it has a band gap in the 400 nm band. A quantum well structure made of ZnS and ZSSa was used as the material.
以下、本発明の具体的な実施例について、図面を参照し
ながら説明する。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の具体的な実施例における導波路の斜視
図である。第1図において、1はn−GaAs(キャリ
ア密度N〜1017d、厚さa=sooμm)、2はZ
n5(N〜10167 、 d=1 μm )、3はZ
n5zS、z (100人) /Zn5(100人)な
る層を、第2図&のように井戸層内でのS/815 の
混晶比Xを結晶の成長方向にQから0.5まで大きくす
ることによりバンドギャップが漸次広がるようにし空間
的に非反転対称な構造をもたせて、60周期繰り返しだ
多重量子井戸構造である。4はストライプ状の5i02
であり、前記多重量子井戸層とのろいだで導波路を形
成している。導波路長りは6Mであり、幅は2μmであ
る。なお、ZnSSeとZnS についてはMBK装置
により成長をおこなった。また、導波路の両端面はへき
開成後、無反射コーティングをほどこした。FIG. 1 is a perspective view of a waveguide in a specific embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is n-GaAs (carrier density N~1017d, thickness a=sooμm), 2 is Z
n5 (N~10167, d=1 μm), 3 is Z
A layer of n5zS,z (100 people) /Zn5 (100 people) is formed by increasing the mixed crystal ratio X of S/815 in the well layer from Q to 0.5 in the crystal growth direction, as shown in Figure 2. By doing so, the band gap is gradually widened and a spatially non-inversion symmetrical structure is obtained, resulting in a multi-quantum well structure with 60 cycles. 4 is striped 5i02
A waveguide is formed in conjunction with the multiple quantum well layer. The waveguide length is 6M and the width is 2μm. Note that ZnSSe and ZnS were grown using an MBK apparatus. In addition, anti-reflection coating was applied to both end faces of the waveguide after cleavage.
上記の構造をもつ導波路の一端から、第2高調波が吸収
されないように、前記量子井戸構造の最低準位の遷移エ
ネルギーの半分のエネルギーに相当する880nmの半
導体レーザ光を 〜1μmφに集光して入射した。する
と導波路のもう一端から、青色にみえる第2高調波44
0 nmの光が出射された。このことより本構造の導波
路により第2高調波が発生していることがわかる。From one end of the waveguide having the above structure, a semiconductor laser beam of 880 nm, which corresponds to half the transition energy of the lowest level of the quantum well structure, is focused to ~1 μmφ so that the second harmonic is not absorbed. It was then incident. Then, from the other end of the waveguide, a second harmonic wave 44 that appears blue appears.
Light of 0 nm was emitted. This shows that the second harmonic is generated by the waveguide of this structure.
第3図は波長880nmのレーザ光を導波路に入射した
ときの、第2高調波の出射光強度の入射光強度依存性で
ある。この結果から、基本波から第2高調波への変換効
率は、入射光強度に比例していることがわかる。FIG. 3 shows the dependence of the output light intensity of the second harmonic on the incident light intensity when laser light with a wavelength of 880 nm is input into the waveguide. This result shows that the conversion efficiency from the fundamental wave to the second harmonic is proportional to the intensity of the incident light.
第4図は変換効率の入射波長依存性であり、880 n
mの光を入射したときに最大の変換効率?得ている。こ
のことから、第2高調波のエネルギーが量子井戸構造の
最低準位の遷移エネルギーよりもわずかに低くなるよう
なエネルギーをもつ光を入射すれば効率よい変換がおこ
なえる。880nuより短い波長の光では、2次高調波
が井戸層に吸収されるため変換効率が低下している。Figure 4 shows the dependence of the conversion efficiency on the incident wavelength, 880 n
Maximum conversion efficiency when light of m is incident? It has gained. From this, efficient conversion can be carried out by injecting light with energy such that the energy of the second harmonic is slightly lower than the transition energy of the lowest level of the quantum well structure. For light with a wavelength shorter than 880 nu, the second harmonic is absorbed by the well layer, resulting in a decrease in conversion efficiency.
以上のことから、半導体レーザ光880nm〜100m
Wの光を第1図に示すような多重量子井戸導波路に入射
することにより、第2高調波の発生が可能であることが
わかった。また同−G&ムS基板上に、上記の導波路と
半導体レーザを一体化したものについても同様の結果を
得ることができた1゜
なお池の実施例において、井戸層幅を50〜200人、
Zn5zSθ+−xのS/Sθモル比0〜1、繰り返
し周期1〜100においても同様の効果が得られた。From the above, semiconductor laser light of 880 nm to 100 m
It has been found that the second harmonic can be generated by making W light incident on a multi-quantum well waveguide as shown in FIG. In addition, in the 1° Naoike example, where the above-mentioned waveguide and semiconductor laser were integrated on the same G & M S substrate, similar results were obtained, and the well layer width was adjusted to 50 to 200 mm. ,
Similar effects were obtained when the S/Sθ molar ratio of Zn5zSθ+-x was 0 to 1 and the repetition period was 1 to 100.
また、傾いたポテンシャル構造をもつ量子井戸構造とし
て、第2図すのようにバンドギャップをステップ状に変
えることで、第2図aのボテンシャルを近似することに
より同様の効果が得られた。Furthermore, a similar effect was obtained by approximating the potential shown in FIG. 2a by changing the bandgap stepwise as shown in FIG. 2 as a quantum well structure with a tilted potential structure.
ココテは、ZnSSe/ZnSの400nm帯の半導体
材料について示したが、ZnSS/ZnSn56や、G
ΔムS/ムdGaAs 等でも同様の効果が得られる。Kokote showed ZnSSe/ZnS semiconductor materials in the 400 nm band, but ZnSS/ZnSn56 and G
Similar effects can be obtained with ΔmS/mdGaAs and the like.
発明の効果
以上のように本発明は、非反転対称なポテンシャルをも
つ量子井戸構造として、井戸層に傾いたポテンシャルの
量子井戸を採用することにより、第2高調波を発生する
ことができる。また、量子井戸構造を用いることにより
井戸幅、井戸形状。Effects of the Invention As described above, the present invention can generate a second harmonic by employing a quantum well with a tilted potential in the well layer as a quantum well structure with a non-inversion symmetric potential. In addition, by using a quantum well structure, the well width and well shape can be changed.
材料等の組み合せにより、任意の非線形光学効果を得る
ことができる。さらに、半導体集積技術により、高機能
を有する第2高調波を発生する導波路を実現することが
できる。その実用的効果は犬なるものがある。Any nonlinear optical effect can be obtained by combining materials. Furthermore, semiconductor integration technology makes it possible to realize a highly functional waveguide that generates second harmonics. Its practical effect is that of a dog.
第1図は本発明の一実施例を説明するだめの図、第2図
aは第1図の量子井戸構造の井戸層の一例を説明する図
、第2図すは同じく井戸層の他の例を説明する図、第3
図は本発明の一実施例の導波路における出射光強度の入
射光強度依存性を説明する図、第4図は本発明の一実施
例の導波路における変換効率の入射光波長依存性を説明
する図である。
1・・・・・・n−c&ムS基板、2・・・・・・Zn
3,3・・・・・・Zn5xSj−zC100人)/Z
n5(100人)×60の多重量子井戸構造、4・・・
・・・5in2ストライプ。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名モ逼
−載一ビ督
の 献腎姿柵 ス
派 舊嶌衾疑之FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2a is a diagram for explaining an example of a well layer of the quantum well structure of FIG. 1, and FIG. Diagram explaining an example, 3rd
The figure is a diagram explaining the dependence of the output light intensity on the incident light intensity in a waveguide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram explaining the dependence of the conversion efficiency on the incident light wavelength in a waveguide according to an embodiment of the present invention. This is a diagram. 1...NC&MUS substrate, 2...Zn
3,3...Zn5xSj-zC100 people)/Z
n5 (100 people) x 60 multiple quantum well structure, 4...
...5in2 stripes. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao, and one other person
Claims (1)
れ、厚さ方向に井戸層の空間的なポテンシャルが傾きを
もつような量子井戸構造とされた導波路の一端から、前
記量子井戸構造の最低準位のエネルギーの半分に相当す
る波長の光を入射し、前記導波路の他端から、前記入射
光の第2高調波を出射することを特徴とする第2高調波
光発生方法。From one end of the waveguide, which has a quantum well structure in which semiconductor materials with different bandgaps are stacked alternately and the spatial potential of the well layer is inclined in the thickness direction, the lowest level of the quantum well structure is A method for generating second harmonic light, comprising inputting light having a wavelength corresponding to half of the energy, and emitting a second harmonic of the incident light from the other end of the waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118527A JPH0820656B2 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Second harmonic light generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118527A JPH0820656B2 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Second harmonic light generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287628A true JPH01287628A (en) | 1989-11-20 |
| JPH0820656B2 JPH0820656B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=14738810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118527A Expired - Fee Related JPH0820656B2 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Second harmonic light generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820656B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675257A (en) * | 1992-07-30 | 1994-03-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Nonlinear optics device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4929590A (en) * | 1972-05-25 | 1974-03-16 | ||
| JPS6286881A (en) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | light output device |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63118527A patent/JPH0820656B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4929590A (en) * | 1972-05-25 | 1974-03-16 | ||
| JPS6286881A (en) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | light output device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675257A (en) * | 1992-07-30 | 1994-03-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Nonlinear optics device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0820656B2 (en) | 1996-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02129616A (en) | Light modulation apparatus and method | |
| JP2693269B2 (en) | Monolithic semiconductor harmonic laser light source | |
| US5177752A (en) | Optical pulse generator using gain-switched semiconductor laser | |
| JPH02103521A (en) | Frequency doubling device and method | |
| EP0364214A3 (en) | Optical wavelength conversion devices | |
| JPH0496389A (en) | Light emitting element | |
| JP3146505B2 (en) | Integrated semiconductor laser device | |
| JPS59116612A (en) | light modulator | |
| JPS59165480A (en) | Semiconductor light emitting element | |
| JPH0337877B2 (en) | ||
| KR950012951A (en) | Semiconductor laser device | |
| JP3264080B2 (en) | Short wavelength light generator | |
| JPH0820656B2 (en) | Second harmonic light generator | |
| JPH10321953A (en) | Second harmonic generator | |
| JP3024003B2 (en) | Semiconductor laser light source | |
| JPS6392080A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JP3259754B2 (en) | Optical element and method for producing the same | |
| JPH0389574A (en) | 2nd harmonic generator | |
| JP2817174B2 (en) | Semiconductor laser | |
| JPH01262684A (en) | Device and method for emitting pulsed light | |
| JPH02170589A (en) | Semiconductor laser device and semiconductor phase modulator | |
| JPH01175280A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JPH0548198A (en) | Semiconductor second harmonic light emitting device | |
| JPS60108818A (en) | Control method of guided light | |
| Chen et al. | Electron-beam microfabrication of optical gratings on polydiacetylene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |